[发明专利]一种利用多晶硅切割废料在低温下制备SiO2

权利要求书

1.一种利用多晶硅切割废料在低温下制备SiO₂-Si₃N₄复合陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将多晶硅切割废料纯化处理，得到纯化后的多晶硅切割废料，其中Si纯度为2N级别；

（2）多晶硅切割废料的氮化处理：

在步骤（1）得到纯化后的多晶硅切割废料中加入稀释剂α-Si₃N₄或β-Si₃N₄，球磨混合后，进行气氛氮化，氮化气体为氮气或氮氢混合气中的一种，1200-1450℃下氮化反应0.5-2.5h后得到氮化产物；

（3）SiO₂-Si₃N₄复合陶瓷的氨化烧制：

将步骤（2）中的氮化产物用研钵研磨，添加一定比例的SiO₂、C、烧结助剂，球磨至物料混匀，烘干物料，冷等静压成型得到氨化前样品；在气氛管式炉设备中通入氨化气体后，程序升温至氨化反应的温度，恒温反应一段时间，氨化反应结束后，程序降温到室温，得到SiO₂-Si₃N₄复合陶瓷；

所述的SiO₂、C、烧结助剂添加量分别不超过氮化产物质量的100%、20%、20%；

所述的氨化气体为氨气、氮氨混合气、氢氨混合气及氮氢氨混合气中的一种，其中，使用混合气时，氨气的体积占比控制在50%以上；

氨化反应的温度为1100-1450℃，恒温保持1-3h；程序升温和程序降温的速率均为1-5℃/min。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，多晶硅切割废料的纯化处理过程为：多晶硅切割废料经烘干、粉碎、冲洗杂质、再次烘干、研磨、过筛得到粉体的过程。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述稀释剂添加量不超过纯化后的多晶硅切割废料质量的20%。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述氮化反应中，氮氢混合气中，氮气和氢气的体积比在75:25-95:5之间。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述氮化反应中，氮化设备采用程序控温的气氛管式炉，确保炉内温度以1-5℃/min的速度升温。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，氮化产物用研钵研磨至300目以下。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述烧结助剂为MgO、Al₂O₃、Y₂O₃中的一种或几种。